第四章 微生物的生化试验和血清学试验
第一节 细菌的生化试验
一、概述 (一)、什么是生化试验? 指通过利用生物化学的方法来测定微生物的代谢产物、代谢方式和条件等来鉴别细菌的类别、属种的试验。
(二) 检验细菌的生化试验范围 1、糖(醇)类代谢试验 2、氨基酸和蛋白质代谢试验 3、有机酸盐和铵盐的利用试验 4、呼吸酶类试验 5、毒性酶类试验
(三)生化试验的方法 在培养物中加入某种底物与指示剂,经接种、培养后,观察培养基的PH值变化。 在培养物中加入试剂,观察它们同细菌代谢产物所生成的颜色反应。 根据酶作用的反应特性,测定酶的存在。 根据细菌对理化条件和药品的敏感性,观察细菌的生长情况。
(四)生化试验的注意事项 1、待检菌应是新鲜培养物。培养18~24h。 2、待检菌应是纯种培养物。 3、遵守观察反应的时间。观察结果的时间,多为24或48小时。 4、应做必要的对照试验。 5、提高阳性检出率,至少挑取2~3待检的疑似菌落分别进行试验。
二、糖醇类代谢试验 (一)糖醇类发酵试验 (二)葡萄糖氧化发酵(O/F)试验 (三)V-P试验 (四)甲基红(Methyl Red)试验 MR (五)七叶苷水解试验 (六)甘油品红试验
(一) 糖醇类发酵试验 1.原理:不同的细菌对各种糖醇的分解能力及所产生的代谢产物各不同,有的能分解多种糖醇),有的只能分解1~2种糖醇 ,有的分解糖醇能产酸产气,有的分解糖醇只产酸不产气,根据这些特点,可鉴别细菌。
常用的糖醇 单糖:葡萄糖、甘露糖醇、木糖、半乳糖鼠李糖 双糖:乳糖、蔗糖、麦芽糖、蕈糖 三糖:棉子糖 多糖:菊糖、肝糖、淀粉 醇类:甘露醇、山梨醇、肌醇、卫茅醇
2、试验方法: 用接种针或环移取纯培养物少许,接种于糖发酵管中,若为半固体培养基,则用接种针作穿刺接种。置36±1.0℃ 培养1~3天,每天观察结果。
3、结果观察和记录 记录: 产酸不产气,阳性,以“+”表示 产酸产气,阳性,以“⊕”表示 不产酸产气,阴性,以“-”表示
气泡 气泡 气泡 导管 阳性 阴性 阳性 培养基变为黄色 培养基未变色、无气泡产生
(二)葡萄糖氧化发酵(O/F)试验 1、原理: 1、原理: 细菌对葡萄糖的分解,分为氧化型和发酵型。氧化型细菌在有氧的条件下才能分解葡萄糖,无氧的条件下不能分解葡萄糖;发酵型细菌在有氧无氧条件下均可分解葡萄糖;不分解葡萄糖的细菌称为产碱型。根据糖管的色泽变化可鉴别细菌。
2、方法 取待检菌,以穿刺法接种于两管葡萄糖半固体培养基上,在其中一管加入一层(约1Cm)灭菌的液体石蜡以隔绝空气,在37℃培养2~4h天,每天观察结果。
3、结果观察与记录 封油管 未封油管 发酵型 产酸(黄色) 氧化型 不产酸(绿色) 产碱型
(三) V-P试验 1、原理:某些细菌能分解葡萄糖产生丙酮酸,丙酮酸经缩合、脱羧生成乙酰甲基甲醇,后者在强碱环境下,被空气中的氧氧化为双乙酰,在α-萘酚和肌酸的催化作用下,双乙酰与蛋白胨中的胍基生成红色化合物,称V-P(+)反应。
2、试验方法 (1)奥梅拉(O’Meara)法 (2)贝立脱(Barritt)氏法 (3)快速法
(1)奥梅拉法: 将试验菌接种于磷酸盐葡萄糖蛋白胨水培养基,于36±1 ℃培养48h, 每1ml培养液加奥梅拉O’Meara试剂0.1ml,摇动试管1~2min,静置于37℃恒温箱4h ,或在48~50 ℃水浴放置2h后判定结果。
(2)贝立脱法: 将试验菌接种于磷酸盐葡萄糖蛋白胨水培养基,于36±1℃培养2天,每2ml培养液先加入6%a-萘酚纯酒精溶液1ml,再加40%氢氧化钾水溶液0.4ml,摇动2~5min,阳性菌常立即呈现红色,若无红色出现,静置于室温或36±1 ℃培养 4h ,如显现红色为阳性,呈黄色或有类似铜色者,可判定为阴性。
(3)快速法: 将0.5%肌酸溶液2滴放于小试管中,挑取产酸反应的三糖铁琼脂斜面培养物一接种环,乳化接种于其中,加入5%α-萘酚3滴,40%氢氧化钠水溶液2滴,振动后放置5min,判定结果。不产酸的培养物不能使用。
3、结果观察与记录 (1)发酵管出现红色者,为阳性, 记V-P + (2)发酵管为黄色或铜绿色者,为阴性,记 V-P -
(四)甲基红试验(MR) 1、原理 细菌分解葡萄糖产生丙酮酸后,由于代谢的途径不同,有的细菌可使丙酮酸转化生成乳酸、琥珀酸、醋酸和甲酸等大量酸性产物,使培养基PH值下降至pH4.5以下,使甲基红指示剂变红色,为甲基红试验阳性 ;有的细菌使丙酮酸脱羧后形成酮、醇类中性产物,培养液pH>5.4,甲基红指示剂呈桔黄色,为甲基红试验阴性。
2、试验方法: 挑取新鲜的待试培养物少许,接种于磷酸盐葡萄糖蛋白胨水培养基,于36±1 ℃或30 ℃(以30 ℃较好)培养3~5天,从第48h起,每日取培养液1ml,加入甲基红指示剂1~2滴,立即观察结果。
MR-VP试验原理及照片 V-P
3、结果观察与记录 (1)呈鲜红色或橘红色为阳性,呈淡红色为弱阳性,记MR +;
MR + MR -
(五) 七叶苷水解试验 1、原理:七叶苷被细菌分解后,生成葡萄糖和七叶素,七叶素与Fe2+结合,生成黑色化合物,使培养基呈黑色,以此鉴别细菌。
2、试验方法: 将待试纯培养物少许,接种于七叶苷培养基,于36±1 ℃培养24h,观察结果。
3、结果观察与记录 (1)培养基变为黑色或棕黑色者,为阳性,记录为 + (2)培养基不变色者,为阴性,记录为 -
(六) 甘油品红试验 1、原理: 某些细菌可分解甘油成为丙酮酸,并进一步脱羧生成乙醛,乙醛与无色品红生成醌式化合物,呈深紫红色,以此鉴别细菌。
2、试验方法: 取待检菌的新鲜纯培养物,接种于甘油品红肉汤培养基中,于36±1 ℃培养8天,并用未接种的培养基在相同条件下培养作为阴性对照,观察结果。
3、结果观察与记录 (1)出现紫色或紫红色者,为阳性,记录为+; (2)与对照管颜色相同者,为阴性,记录为-
复习题 1、什么是生化试验? 2、做生化试验要注意哪些事项? 3、简述糖醇类发酵试验的原理,写出其试验方法和结果的记录 5、简述甲基红试验(MR)的原理,写出其试验方法和结果的记录
三、氨基酸和蛋白质代谢试验 (一)靛基质(吲哚)试验 (二)H2S试验 (三)尿素酶试验 (四)氨基酸脱羧酶试验 (五)苯丙氨酸脱氨酶试验 (六) 明胶(Gelatin)液化试验
(一) 靛基质试验 1、原理:某些细菌含有色氨酸酶,能分解蛋白胨中的色氨酸,生成靛基质(吲哚)。吲哚与对二甲氨基苯甲醛结合,可形成红色化合物,即玫瑰吲哚,以此鉴别细菌。
2、试验方法: 所用试剂: (1)柯凡克(Kovacs)试剂; 或 (2)欧—波试剂
将待检菌小量接种于培养基中,于36±1 ℃培养24~48h时后,加入柯凡克试剂数滴,轻摇试管,呈红色者为阳性。 或沿试管壁缓慢加入欧-波试剂约0.5ml覆盖液面,两液接触处呈现玫瑰红色者,为阳性反应,无红色者为阴性反应。
靛基质试验原理及照片 靛基质+
3、结果观察与记录 呈现玫瑰红色,为阳性反应,记+ 无红色者,为阴性反应,记-
(二) 硫化氢(H2S)试验 1、原理: 某些细菌可分解培养基中的含硫氨基酸或含硫化合物,产生硫化氢,硫化氢遇铅盐或铁盐可生成黑色沉淀物PbS或FeS,以此鉴别细菌。
2、试验方法: 挑取待检菌,用穿刺接种法接种于三糖铁培养上,于36±1℃培养24~48h,观察结果。
3、结果观察与记录 培养基底部呈黑色,为阳性,记+ 培养基底部无黑色,为阴性,记-
(三) 尿素酶试验 1、原理: 某些细菌能产生尿素酶,将尿素分解产生氨,氨使培养基变为碱性,使培养基中的酚红指示剂呈粉红色,培养基由黄色变为红色,为阳性。以此鉴别细菌。
2、试验方法: 挑取大量培养18~24h的待试菌,浓密涂布接种于尿素琼脂斜面上,不要到达底部,留底部作变色对照。培养2、4和24h分别观察一次结果,培养基变为粉红色为阳性,颜色不变者为阴性。如阴性应继续培养至4天,作最终判定。
尿素酶试验图 阳性
3、结果观察与记录 培养基变呈粉红色,为阳性,记 + 培养基颜色不变,为阴性,记 -
(四) 氨基酸脱羧酶试验 1、原理: 某些细菌能产生氨基酸脱羧酶, 可使赖氨酸、鸟氨酸生产脱羧作用, 生成胺类物质和CO2。胺类物质使培养基呈碱性变紫色,为阳性, 如呈黄色为阴性,以此鉴别细菌。
2、试验方法 取待检菌,分别接种于含有氨基酸的培养基内和不含氨基酸的对照培养基内,在36±1 ℃培养1~4天,每天观察结果。
3、结果观察与记录 试验管呈紫色,对照管呈黄色,为阳性,记 + 试验管、对照管都呈黄色,为阴性,记 -。
对照管变黄 试验管变黄 试验管 对照管 阳性+ 阴性-
阳性反应试验管颜色变化过程 紫色→黄色→紫色 原理: 对照管呈黄色,说明有细菌生长。在培养的早期(10~12h),细菌发酵葡萄糖产酸使培养液PH下降,指示剂溴甲酚紫由紫色变为黄色,以后由于氨基酸脱羧生成胺,PH又回升至碱性,指示剂显紫色。
阳性反应试验管颜色变化过程: 紫色→黄色→紫色
(五) 苯丙氨酸脱氨酶试验 1、原理: 某些细菌可产生苯丙氨酸脱氨酶,使苯丙氨酸脱去氨基,形成苯丙酮酸,苯丙酮酸与氯化铁作用生成绿色化合物,以此鉴别细菌。
2、试验方法 从待检菌琼脂斜面上挑取大量培养物,接种于苯丙氨酸培养基上,在36±1 ℃培养18~24h后,加入氯化铁溶液4~5滴,转动试管,使试剂与菌苔表面充分接触,立即观察结果。
3、结果观察与记录 试验管立即出现绿色,为阳性,记 + 无色为阴性,记 -。
加氯化铁试剂 出现绿色+
(六) 明胶液化试验 1、原理 有些细菌具有明胶酶(亦称类蛋白水解酶),能将明胶先水解为多肽,又进一步将多肽水解为氨基酸,明胶失去凝胶性质,使培养基由固态变为液态。
2、试验方法 挑取培养18~24h的待试菌,以较大量穿刺接种于明胶高层约2/3深度。于20~22℃培养7~14天。明胶高层亦可培养于36±1℃。另取一支未接种的培养基一同培养作对照,每天取出两支试管,放入冰箱放置20~30min后,再观察结果。
3、结果观察与记录 明胶液化,为阳性,+。 明胶凝固,为阴性,-。
复习题 1、简述靛基质试验的原理,写出其试验方法、结果的记录和注意事项 2、简述硫化氢试验的原理,写出其试验结果的记录和注意事项 3、简述尿素酶试验的原理,写出其试验方法、结果的记录 4、简述氨基酸脱羧酶试验的原理,写出结果的记录、阳性反应试验管颜色变化过程和原理
四、 有机酸盐和铵盐的利用试验 枸橼酸盐利用试验 丙二酸盐利用试验
(一) 枸橼酸盐利用试验 1、原理: 某些细菌能利用柠檬酸盐作为唯一碳源,分解枸橼(柠檬)酸盐生成碳酸盐;同时分解培养基的铵盐生成氨,使培养基变为碱性,使指示剂溴麝香草酚蓝由淡绿转为深蓝色,为阳性。
2、试验方法 挑取待检菌,在西蒙枸橼酸盐培养基斜面上密集划线接种,在36±1 ℃培养1~4天,每天观察结果。
3、结果观察与记录 斜面有菌苔生长,培养基斜面变为蓝色或深蓝色,为阳性,记+; 无菌苔生长,培养基斜面仍为绿色者,为阴性,记-
枸椽酸盐试验原理及斜面照片 阳性+
(二) 丙二酸盐利用试验 1.原理: 某些细菌可以利用培养基中的丙二酸盐作为唯一碳源,丙二酸盐被分解成碳酸钠,使培养基变为碱性,培养基由草绿色变成蓝色,为阳性,以此鉴别细菌。
2、试验方法 取待检菌新鲜纯培养物,接种于丙二酸钠培养基上,于36±1 ℃培养48h,观察结果。
3、结果观察与记录 培养基由草绿色变成蓝色,为阳性,记+; 培养基无颜色变化,为阴性,记-
五、 呼吸酶类试验 氧化酶试验 过氧化氢酶试验 硝酸盐还原试验 氰化钾试验
(一) 氧化酶试验 1.原理: 氧化酶使细胞色素C氧化后,氧化型细胞色素C再使盐酸二甲基对苯二胺氧化,使生成玫瑰红色到暗紫色的醌类化合物,再和α-萘酚结合,生成吲哚酚蓝,呈蓝色反应,为阳性。
试剂 1% α-萘酚-乙醇液 1%盐酸二甲基对苯二胺
2、试验方法 用滴管直接滴加1%盐酸二甲基对苯二胺试剂1~2滴在培养物上,再加入1% α-萘酚-乙醇液1~2滴, 在30秒内判定试验结果。
3、结果观察与记录 在30秒内呈蓝色反应,为阳性,记 + 不变色或为红色者,为阴性,记 -
不变色或为红色为- 成蓝色为+
(二) 过氧化氢酶试验 1.原理: 某些细菌可分泌过氧化氢酶,加入过氧化氢后,可将过氧化氢分解生成水和氧气,产生气泡,即为阳性反应。
2、试验方法 挑取固体培养基上的新鲜菌落一环,置于洁净玻片上(或试管),滴加3%过氧化氢液数滴,或在琼脂斜面培养物上直接滴加过氧化氢液,立即观察结果。
3、结果观察与记录 产生气泡者,为阳性,记+ 不产生气泡者,为阴性,记-
(三)硝酸盐还原试验 1、原理:某些细菌具有还原硝酸盐的能力,可将硝酸盐还原为亚硝酸盐,在酸性条件下,亚硝酸盐可生成亚硝酸,亚硝酸与对氨基苯磺酸作用,生成重氮苯磺酸,重氮苯磺酸再与α-萘胺作用,生成红色的化合物,呈红色反应,为阳性反应。
试剂 A、对氨基苯磺酸试剂 B、α-萘胺试剂
2、试验方法 取待检菌新鲜纯培养物,在硝酸盐培养基上接种,在36±1 ℃培养1~4天,每天取2mL培养液,加入A、B试剂的等量混合物各二滴混匀,立即观察结果。
3、结果观察与记录 呈现红色,为阳性,记+ 若无红色出现,为阴性,记-
(四) 氰化钾试验 1.原理: 氰化钾是细菌呼吸酶系统的抑制剂,可与呼吸酶作用使酶失去活性,抑制细菌的生长,但有的细菌在一定浓度的氰化钾存在时仍能生长,以此鉴别细菌.
2、试验方法 取培养20~24h的营养肉汤培养液或菌落1环,接种至对照培养基及氰化钾培养基内,立即以橡胶塞塞紧,36±1 ℃培养24~ 48h,观察结果。
3、结果观察与记录 对照管有菌生长,试验管有菌生长为阳性,记+。 对照管有菌生长,试验管无菌生长为阴性。记-。
六、毒性酶类试验 溶血试验 链激酶试验 卵磷脂酶试验 血浆凝固酶试验
(一) 溶血试验 1、原理: 某些细菌在代谢过程中能产生溶血素,可使人或动物的红细胞发生溶解,不同的细菌有不同的溶血反应,借此可鉴别细菌。
2、试验方法 有二种: 平板法 试管法
平板法 将培养物接种于血平板培养基上,36±1 ℃培养24~ 48h,观察结果。
溶血试验的溶血类型及现象 (1) α(甲型)溶血: 菌落周围出现较窄的半透明的草绿色溶血环。 (2) β (乙型)溶血: 菌落周围出现较宽的透明溶血环。 (3)γ(-丙型)溶血: 菌落周围无溶血环。
丙型(γ-)溶血 乙型(β-)溶血 甲型(α-)溶血
试管法 将待检菌培养液与等量的2%羊血球混合,在36±1 ℃培养16~ 18h,观察结果。如溶血,培养液可出现透明状。
3、结果观察与记录 有溶血现象,为阳性,记+; 无溶血现象,为阴性,记 -
(二) 链激酶试验 1、原理: A群链球菌群能产生链激酶,该酶能使血液中的纤维蛋白酶原变成纤维蛋白酶,而后溶解纤维蛋白,使血凝块溶解 ,为阳性反应。 此试验用于测定链球菌的致病性。阳性反应具有致病性。
2、试验方法 吸取草酸钾血浆0.2 mL(0.01 g草酸钾加5 mL兔血浆混匀,经离心沉淀,吸取上清液),加入0.8 mL生理盐水,混匀后,再加入待检菌36℃下培养18-24h肉汤培养物0.5 mL和0.25%氯化钙0.25 mL,混匀,放37℃水浴中,2 min观察一次。
待血浆凝固后继续观察并记录溶化时间。如2 h内不溶化,继续放置24 h后观察。同时用肉浸液肉汤做阴性对照,用已知的链激酶阳性的菌株做阳性对照。
3、结果观察与记录 如凝块全部溶化,为阳性+, 凝块24 h仍不溶化,为阴性-
(三)卵磷脂酶试验 1、原理: 某些微生物能产生卵磷脂酶,在钙离子存在时,能迅速分解卵磷脂,生成不溶性甘油酯和水溶性磷酸胆碱,在卵黄琼脂平板上菌落周围形成不透明的乳浊环或混浊白环,或使血清、卵黄液变混浊,以此鉴别细菌。
2、试验方法 (1)卵黄平板法: A法: 将待检菌培养物划线接种或点种于卵黄琼脂平板上,36±1 ℃培养3~ 6h,观察结果。
菌落 白色混浊环,
B 法: 先用卵黄磷脂酶抗血清将平板涂一半,置于36 ℃待干后,将待检菌接种于未涂抗血清的一半卵黄琼脂平板上,再转划已涂过抗血清的一半,36±1 ℃厌氧培养24~ 48h,观察结果。 在未涂抗血清的一半平板上,菌落周围形成较大的不透明乳白色混浊区,在涂抗血清的一半平板上,菌落周围无不透明混浊区,为阳性。 两边均无不透明区,为阴性。
菌落周围 有混浊白环 菌落周围 无混浊白环 乳糖卵黄琼脂平板,借以确定该菌可否产生卵磷脂酶。卵磷脂酶具抗原性,其活性可被相应抗血清所抑制,
(2)卵黄盐水法 将庖肉培养基培养物经除菌过滤,收集滤液。在两支灭菌试管内,每管加入1%卵黄盐水0.4mL,在一管中加入滤液0.2mL,另一管加入生理盐水0.2mL作对照。在36 ℃ 水浴中,经2h、 4h、 8h、 24h观察结果。 管底发生混浊沉淀,对照管无沉淀者,为阳性。
3、结果观察与记录 菌落周围形成较大的不透明区,为阳性。 两边均无不透明区,为阴性。 管底发生混浊沉淀,对照管无沉淀者,为阳性。 两管无沉淀者,为阴性。
(四) 血浆凝固酶试验 1、原理:致病性葡萄球菌能产生血浆凝固酶,可使血浆中的纤维蛋白原转变成纤维蛋白,附着在细菌的表面,形成凝块;或作用于血浆凝固酶原,使它成为血浆凝固酶,从而使抗凝的血浆发生凝固现象,为阳性。
2、试验方法 (1)玻片法: 取清洁干燥载玻片,一端滴加一滴生理盐水,另一端滴加一滴兔(人)血浆,挑取菌落分别与生理盐水和血浆混合,5 min内,如血浆内出现团块或颗粒状凝块,而盐水滴仍呈均匀混浊,则为阳性;如两者呈均匀混浊,无凝固则为阴性。
有凝块 均匀混浊 血浆 生理盐水 血浆凝固酶试验
(2)试管法 取灭菌小试管3支,各加入血浆①-无菌水(1:1)0.5ml,1支加入被检菌株的营养肉汤培养液(或浓菌悬液)0.5ml;其余2支作对照管,1支加入金黄色葡萄球菌的营养肉汤培养液或菌悬液0.5ml作阳性对照;另1支加入营养肉汤或0.9%氯化钠溶0.5ml作空白对照。将3管同时放37℃温箱或水浴中培养,每0.5 h观察一次, 4 h 内无凝固现象者,观察直至24小时。
阳性反应 阴性反应 不凝固 少量、零散凝固 明显的块状凝固 完全凝固,倒置不流动 巨大块凝固
金黄色葡萄球菌血浆凝固酶实验
3、试管法的结果观察与记录 空白对照管的血浆流动自如,阳性对照管血浆凝固,试验管血浆凝固者为阳性; 均无凝固则为阴性。
七、 三糖铁(TSI)试验
1、三糖铁试验的原理 如果细菌可利用乳糖和蔗糖发酵产酸或产酸产气,培养基全部变黄;如果只可以利用葡萄糖,葡萄糖被分解产酸可使斜面先变黄,但因量少,生成的少量酸,因接触空气而氧化,加之细菌利用培养基中含氮物质,生成碱性产物,故使斜面最后为红色,底部由于是在厌氧状态下,酸类不被氧化,仍保持黄色。 如果细菌又能分解含硫化合物,产生硫化氢,培养基底部变黑。
斜面红色,底面黄色 培养基全黄色 斜面、底部黄色,并产生H2S 制好的培养基 斜面红色,底部黄色,产生H2S 底面黄色,并产生CO2 对照管
2、试验方法 以接种针挑取待试菌可疑菌落或纯培养物,穿刺接种并涂布于斜面,置36±1℃培养18~24h,观察结果。
思考题 提问: 志贺氏菌都能分解葡萄糖,产酸不产气,大多不发酵乳糖,不产生H2S。在培养基上应该产生什么现象?
下面照片所示2-3-4,可能是大肠杆菌、沙门氏菌还是志贺氏菌? 答案: 2-志贺氏菌 3-沙门氏菌 4-大肠杆菌
复习题 1、什么是生化试验? 2、做生化试验要注意哪些事项? 3、简述糖酵解试验的原理,写出其试验方法和结果的记录 4、简述甲基红试验(MR)的原理,写出其试验方法和结果的记录 5、简述靛基质(Imdole) (吲哚)试验的原理,写出其试验方法、结果的记录和注意事项 6、简述硫化氢(H2S)试验的原理,写出其试验结果的记录和注意事项
7、简述尿素酶(Urease)试验的原理,写出其试验方法、结果的记录 8、简述氨基酸脱羧酶试验的原理,写出结果的记录、阳性反应试验管颜色变化过程和原理 9、简述氰化钾试验的原理,写出其试验方法、结果的记录和注意事项
10、写出溶血试验的溶血类型及现象 11、简述链激酶试验的原理, 12、简述血浆凝固酶试验的原理,并写出玻片法的试验方法 13、简述三糖铁(TSI)试验的试验的原理
第二节 血清学试验 血清学反应: 指相应的抗原与抗体在体外一定条件下作用,所出现肉眼可见的沉淀、凝集现象。
一、抗原与抗体
(一)抗原 1、抗原的概念 抗原(Ag):是指凡能刺激机体免疫系统诱导免疫应答,并能与应答产生的抗体或致敏淋巴细胞发生特异反应的物质。
2、抗原的特性 免疫原性 免疫反应性
(二)抗体 1、抗体 是指机体内的淋巴系统细胞在抗原物质的激发下,所合成的一种具有特异性免疫功能的球蛋白(免疫球蛋白)。
2、抗体的理化性质 (1)抗体是球蛋白 (2)免疫球蛋白
图2-1 兔血清电泳分离图
其后,经对不同免疫血清的电泳分析,超速离心分析和分子量测定等方法,发现大部分抗体活性存在于γ球蛋白内,但有小部分抗体活性可存在于β球蛋白内。它们的离心常数分别为7S和平共处9S,分子量分别为16万和万。因此它们分别被命名为7Sγ球蛋白分子(16万)19S,β2巨球蛋白分子(β2M,90万)和β2A球蛋白分子,所以从早期对抗体性质的研究证明抗体不是由均质性球蛋白组成,而是由异性球蛋白组成。 图2-2 不同类免疫球收白的电泳分离图
(三)抗原抗体反应 抗原抗体反应: 是指抗原与相应抗体之间所发生的特异性结合反应
1、抗原抗体反应的化学本质 (1)结构基础
(2)、化学变化: ① 四种分子间作用力参与并促进Ag-Ab的反应 电荷引力 范登华引力 氢键结合力 疏水作用
抗原抗体反应的胶体状态的变化过程总结如下。 ②理化性质改变:亲水胶体转化为疏水胶体 抗原抗体反应的胶体状态的变化过程总结如下。 Ag+Ab (AgAb) n 特异性结合 AgAb 电解质 亲水胶体 带电荷的疏水胶体 疏水胶体凝集
2. 反应过程: ①不可见阶段 ②可见阶段
二、血清学反应的特点: 1、具有特异性与交叉性 2、具有敏感性 3、具有定理特性。 4、反应的两个阶段性 5、反应的稳定性与可逆性的。
图9-1沉淀反应中没淀量与抗原抗体的比例关系 图9-1沉淀反应中没淀量与抗原抗体的比例关系 Ag:抗原;Ab:抗体
三、影响血清学试验的的因素 1.抗体 2.抗原 3. 电解质: 常用:0.85%氯化钠或各种缓冲液 作用:中和胶体粒子上的电荷,使胶体粒子的电势下降,促使抗原抗体复合物从溶液中析出,形成可见的沉淀物或凝集物。 4. 酸碱度: pH为6~8进行 5. 温度:一般以15~40℃为宜,最适为37℃,
四、 血清学反应的种类 1、凝集反应 2、沉淀反应 3、中和反应 4、标志抗体技术
(一)凝集试验 颗粒性抗原(细菌、红细胞等)与相应抗体结合,在电解质参与下所形成的肉眼可见的凝集现象,称为凝集反应
鲜血者红细胞 受血者血清 O型(抗A、抗B) A型(抗B) B型(抗A) AB型(无) O型 - A型 + B型 AB型 注:“+”表示有凝集反应,“-”表示无凝集反应
(二)、 凝集试验的方法 1.直接凝集法 2.间接凝集法 3.抗球蛋白试验
(三)、直接凝集试验 1、玻片凝集法 (1)原理:用已知抗体作为诊断血清,来检测未知抗原,以鉴定相应的抗原。
(2)方法步骤: ①、于洁净玻片的一端加诊断血清1滴,另一端加生理盐水1滴作为阴性对照。 ②、用接种环取待检菌或血细胞的悬液分别涂于诊断血清和生理盐水中。 ③、轻轻转动玻片,使其充分混匀,静置数分钟,观察结果。
待检菌 抗血清 生理盐水 凝集者为+ 未凝集
(4)诊断血清及类型 诊断血清:将已知的抗原注射于动物体,使其产生相应的抗体,采出动物的血液,分离出含有大量抗体的血清,称为诊断血清(或抗血清、免疫血清) 抗O血清:用菌体抗原(O抗原)免疫动物后所获得的血清。 抗H血清:用鞭毛抗原(H抗原)免疫动物后所获得的血清。 表面抗原血清:用含有表面抗原的菌体免疫动物后所获得的血清。
多价诊断血清:用含有两种(型)的菌体免疫动物后所获得的血清。 单价诊断血清:只含有一种(型)特异性抗体的血清。 因子诊断血清: 把含有多种抗体的混合免疫血清,用具有共同抗原成分的有关细菌将其共同抗体吸收,只留下一种或几种所需的特异性抗体的血清。
诊断血清的使用与保存 保存:2~10 ℃冰箱; 无菌取用,有效期2年
(四)试管凝集法 操作方法 1、制备待检菌悬浮液: 1~2×108个/ml,
2、稀释待检血清: 取10支试管,依次编号,用吸管加入生理盐水,第1管0.9ml,其余各管均为0.5ml。然后吸取0.1ml待检血清加入第1管内,吹打3次,使混匀,该管含1:10稀释血清。接着用同一吸管从第1管吸出0.5ml加入第2管内,按上法混合,以同法连续稀释至第9管,从该管内吸取0.5ml弃去。如此每管内所含受检血清浓度为前一管的一半,即1:10、1:20、1:40…1:2560,最后一管留作对照。
3、加入抗原:各管加入诊断菌液0.5ml,振摇试管架,充分混匀 4、保温静置:鞭毛凝集反应最好先37℃静置2h,初步判读结果,然后移放冰箱过夜,再次判读。菌体凝集试验需较高的温度和较长的时间,最好是放37℃后,移置55℃ 24h。而布鲁菌凝集反应以放置55℃2天最佳。
试管凝集试验稀释步骤 试管号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 对照 生理盐水(ml) 0.9 0.5 稀释血清(ml) 0.1 血清稀释度 1:10 1:20 1:40 1:80 1:160 1:320 1:640 1:1280 1:2560 菌悬浮液(ml) 血清最后稀释度 1:5120
结果记录 (1)完全凝集:凝集块完全沉于管底。上层液体澄清,以++++记录 (2)凝集块沉于管底。上层液体稍混浊,以+++记录 (3)部分凝集,上层液体混浊以++记录 (4)很少凝集,液体较混浊以+记录 (5)与对照管相同,无变化,以-记录
复习题 1、血清学反应、抗原、抗体、抗原抗体反应的概念 2、影响血清学试验的因素有哪些? 3、血清学试验常用的电解质有哪些,有什么作用? 4、写出血清学试验中玻片凝集法的原理和试验的方法步骤。 5、诊断血清、抗O血清、抗H血清、多价诊断血清、单价诊断血清、因子诊断血清的概念
谢谢合作